機械制圖尺寸公差與配合注法

一、公差與配合的概念

（一）零件的互換性

在成批生產(chǎn)進行機器裝配時，要求一批相配合的零件只要按零件圖要求加工出來，不經(jīng)任何選擇或修配，任取一對裝配起來,就能達到設(shè)計的工作性能要求，零件間的這種性質(zhì)稱為互換性。零件具有互換性，可給機器裝配、修理帶來方便，也為機器的現(xiàn)代化大生產(chǎn)提供了可性。

（二）公差的有關(guān)術(shù)語

零件在加工過程中，足球機床精度、刀具磨損、測量誤差等的影響，不可能把零件的尺寸加工得絕對準確。為了保證互換性，必須將零件尺寸的加工誤差限制在一定范圍內(nèi)，為例，說明公差的有關(guān)術(shù)語（軸，類同）。

1、基本尺寸

根據(jù)零件的強度和結(jié)構(gòu)要求，設(shè)計時確定的尺寸。其數(shù)值應(yīng)優(yōu)先用標準直徑或標準長度。

2、實際尺寸

通過測量所得到的尺寸。

3、極限尺寸

允許尺寸變動的兩個界限值。它是以基本尺寸為基數(shù)來確定的。兩個界限值中較大的一個稱為最大極限尺寸；較小的一個稱為最小極限尺寸。

4、尺寸偏差（簡稱偏差）

某一尺寸減去其基本尺寸所得的代數(shù)差。尺寸偏差有：

上偏差=最大極限尺寸—基本尺寸

下偏差=最小極限尺寸—基本尺寸

上、下偏差統(tǒng)稱為極限偏差，上、下偏差可以是正值、負值或零。

國家標準規(guī)定：孔的上偏差代號為ES，孔的下偏差代號為EI；軸的上偏差代號為es,軸的下偏差代號為ei.

5、尺寸公差（簡稱公差）

允許尺寸的變動量。

尺寸公差=最大極限尺寸—最小極限尺寸=上偏差—下偏差

因為最大極限尺寸總是大于最小極限尺寸，亦即上偏差總是大于下偏差，所以尺寸公差一定為正值。

如圖１a所示的孔徑：

基本尺寸＝?30

最大極限尺寸＝?30.010

最小極限尺寸= ?29.990

上偏差ES=最大極限尺寸—基本尺寸

=30.010-30=+0。010

下偏差EI=最小極限尺寸—基本尺寸

=29.990-30=-0.010

公差=最大極限尺寸—最小極限尺寸

=3。010-29.990=0.020

=ES-EI=+0.010-（-0.010）=0.020

如果實際尺寸在?30.010與?29.990這間，即為合格。

6、零線、公關(guān)帶和公差帶圖

如圖1b所示，零線是在公差帶圖中用以確定偏差的一條基準線，即零偏差線。通常零線表示基本尺寸。在零線左端標上“0”“+”、“—”號，零線上方偏差為正；零線下方偏差為負。公差帶是由代表上、下偏差的兩條直線所限定的一個區(qū)域，公差帶的區(qū)域?qū)挾群臀恢檬菢?gòu)成公差帶的兩個要素。為了簡便地說明上述術(shù)語及其相互關(guān)系，在實用中一般以公差帶圖表示。公差帶圖是以放大圖形式畫出方框的，注出零線，方框?qū)挾缺硎竟罟钪荡笮。娇虻淖笥议L度可根據(jù)需要任意確定。為區(qū)別軸和孔的公差帶，一般用斜線表示孔的公差帶；用加點表示軸的公差。

7、標準公差與標準公差等級

標準公差是國家標準所列的以確定公差帶大小的任一公差。標準公差等級是確定尺寸精確程度的等級。標準公差分20個等級，即IT01、IT0、IT1、IT—18，表示標準公差，阿拉伯數(shù)字表示標準公差等級，其中IT01級最高，等級依次降低，IT18級最低。對于一定的基本尺寸，標準公差等級愈高，標準公差值愈小，尺寸的精確程度愈高。國家標準將500mm以內(nèi)的基本尺寸范圍分成13段，按不同的標準公差等級列出了各段基本尺寸的標準公差值，見表

8、基本偏差

用以確定公差帶相對于零線位置的上偏差或下偏差。一般是指靠近零線的那個偏差，如圖2所示，當公差帶位于零線上方時，其基本偏差為下偏差，當公差帶位于零線下方時，其基本偏差為上偏差。

根據(jù)實際需要，國家標準分別對孔和軸各規(guī)定了28個不同的基本偏差，如圖3所示?？?、軸的基本偏差數(shù)值可從有關(guān)表中查出。從圖3中可知：

（1）基本偏差代號用拉丁字母表示，大寫字母表示的基本偏差代號，小寫字母表示軸的基本偏差代號。由于圖中用基本偏差只表示公差帶大小，故公差帶一端畫成開口。

（2）本偏差從A—H為下偏差，J—ZC為上偏差，JS的上下偏差分別為+IT/2和--—IT/2。

（3）軸的基本偏差從a—h為上偏差，j—zc為下偏差，js的上下偏差分別為+IT/2T和—IT/2。孔和軸的另一偏差可由基本偏差和標準公差算出。

9、軸的公差代號與標準公差等級代號組成，并且要用同一號字書寫。

例如：?60H8，表示基本尺寸為?60，基本偏差為H，標準公差等級為8級的孔的公差帶。又如：?60f7,表示基本尺寸為?60，基本偏差為f，標準公差等級為7級的軸扔公差帶。

（三）配合的有關(guān)術(shù)語

在機器裝配中，基本尺寸相同的、相互結(jié)合的孔和軸的公差帶之間的關(guān)系，稱為配合。由于孔和軸的實際尺寸不同，裝配后可以產(chǎn)生“間隙”或“過盈”。在孔與軸的配合中，孔的尺寸減去軸的尺寸所得的代數(shù)差為正值時是間隙，為負值時是過盈。

1. 配合的種類

配合按其出現(xiàn)間隙或過盈的不同,分為三類:

（1）間隙配合孔的公差帶在軸的公關(guān)帶之上，任取其中一對孔和軸相配都成為具有間隙（包括最小間隙為零）的配合，如圖4a所示。

（2）過盈配合孔的公差帶在軸的公差帶之下，任取其中一對孔和軸相配都為為具有過盈（包括最小間隙為零）的配合，如圖4b所示。

（3）過度配合孔的公差帶在軸的公差帶相互交疊，任取其中一對孔和軸相配，可能是具有間隙，也可能具有過盈的配合，如圖4c所示。

2、配合的基準制

國家標準規(guī)定了兩種基準制，如圖4所示。

（1）基孔制基本偏差為一定的孔的公差帶與基本偏差的軸的公差帶構(gòu)成種配合的一種制度，如圖5a所示。也就是在基本尺寸相同的配合中將孔的公差帶位置固定，通過變換軸的公差帶位置得到不同的配合。

基孔制的孔稱為基準孔，國家標準中規(guī)定基準孔的下偏差為零，“H”為基準孔的基本偏差代號。

（2）基軸制 基本偏差為一定的軸的公差帶與不同基本偏差的孔的公差帶構(gòu)成各種配合的一種制度，如圖5b所示。也就是在基本尺寸相同的配合中將軸的公差帶位置固定，通過變換的孔的公差帶位置得到不同的配合。

基軸心制的孔稱為基準軸套，國家標準中規(guī)定基準軸的上偏差為零，“h”為基準軸的基本偏差代號。

從基本偏差系列（圖3）中可以看出：

在基孔制中，基準孔H與軸配合，a~h（共11種）用于間隙配合；j~n（共5種）主要用于過度配合；（n、p、r可能為過度配合或過盈配合）；p~zc（共12種）主要用于過盈配合。

在基軸制中，基準軸h與孔配合，A~H（共11種）用于間隙配合；J~N（共5種）主要用于過度配合；（N、P、R可能為過度配合或過盈配合）；P~ZC（共12種）主要用于過盈配合。

二、公差與配合的選用

公差配合的選用包括基準制、配合類別和公差等級三項內(nèi)容。

（一）基準制

基準制的國家標準中規(guī)定優(yōu)先選用基孔制，因為一般地說加工孔比加工軸難，采用基孔帛可以限制和減少加工也所需用的定值刀具、量具的規(guī)格數(shù)量，從而獲得較好的經(jīng)濟效益。

基軸制通常僅用于結(jié)構(gòu)設(shè)計要求不適宜采用基孔制，或采用基軸制具有明顯經(jīng)濟效果的場合。例如，同一軸與幾個具有不同公差帶的孔配合（如圖6）或冷拉制成不再進行切削加工的軸在與孔配合時，采用基軸制。

在零件與標準配合時，應(yīng)按標準件所選用的基準制來確定，如滾動軸承的軸圈與軸的配合則為基孔制；而座圈與機體孔的配合則有為基軸的制。

（二）配合的選擇

國家標準規(guī)定了優(yōu)先選用、常用和一般用途的孔、軸公差帶。應(yīng)根據(jù)配合特性和使用功能，盡量選用優(yōu)先和常用配合。當零件之間具有相對轉(zhuǎn)動或移動時，必須選擇間隙配合；當零件之間無鍵、銷等緊固件，只依靠結(jié)合面之間的過盈來實現(xiàn)傳動時，必須選擇過盈配合當零件之間不要求有相對運動，同軸度要求較高，且不是依靠該配合傳遞動力時，通常選擇過度配合。

（三） 準公關(guān)等級的選擇

在保證零件使用要求的條件下，應(yīng)盡量選擇比較低的標準公差等級，即標準公差等級數(shù)較大，公差值較大，以減少零件的制造成本。由于加工孔比較難，故當標準公差等級高于IT8時，在基本尺寸至500mm的配合中，應(yīng)選擇孔的標準公差等級比軸低一級（如孔為8級，軸為7級）來加工孔。因為公差等級愈高，加工愈困難。標準公差等級低時，軸、孔的配合可選相同的標準公關(guān)等級。

通常IT01~IT14用于塊規(guī)和量規(guī)；IT5~IT12用于配合尺寸；IT12~IT18用于非配合尺寸。

三、公差與配合的注法及查表

（一）配合在裝配圖中的注法

配合代號由相配的孔和軸的公差帶代號組成，用分數(shù)形式表示，分子為孔的公差帶代號；分母為軸的公差帶代號（用斜分數(shù)線時，用斜分數(shù)線應(yīng)與分子、分母中的代號高度平齊）。

由上述分析中可知，在配合代號中，如果分子含有H的，則為基孔制配合；如果分配含有h的，則為基軸制配合。如果分配含有H，同時分配也含有h時，則是基孔與基準軸相配合即最小間隙為零的間隙配合，一般視為基孔制配合，也可以視為基軸制配合。

配合在裝配圖中的注法，有以下三種形式：

(1) 標注孔、軸的配合代號，如圖7a所示。這種注法應(yīng)用最多。

(2) 零件與標準件或外購件配合時，裝配圖中可僅標注該零件的公差帶代號。如圖7b中軸頸與滾動軸承圈的配合，只注出軸頸φ30K6；機座孔與滾動軸承座圈的配合，只注出機座孔φ62J7。

(3)標注孔、軸的極限偏差，如圖8所示。這種注法主要用于非標準配合。

（二） 公差在零件圖中的注法

公差在零件圖中的注法，有以下三種形式：

1、標注公差帶代號

如9a所示，這種注法常用下地大批量生產(chǎn)中，由于與采用專用量具檢驗零件統(tǒng)一起來，因此不需要注出偏差值。

2、標注偏差數(shù)值

如圖9b所示，這種注法常用于小批量或單件生產(chǎn)中，以便加工檢驗時對照。村注偏差數(shù)值時應(yīng)注意；

（1）上、下偏差數(shù)值不相同時，上偏差注在基本尺寸的右上方，下偏差注在右下方并與基本尺寸注在同一底線上。偏差數(shù)字應(yīng)比基本尺寸數(shù)字小一號，小數(shù)點前的整數(shù)位對齊，后邊的小數(shù)位應(yīng)相同，如圖中ф30 。

（2）如果上偏差或下偏差為零時，應(yīng)簡寫為“0”，前面不注“+”、“—”號，后邊不注小數(shù)點；另一偏差按原來的位置注寫，其個位“0”對齊，如圖ф30。

（3）如果上、下偏差煤數(shù)值絕對值相同，則在基本尺寸后加注“±”號，只填寫一個偏差數(shù)值，其數(shù)字大小與基本尺寸數(shù)字大小相同，如ф80±0.017。

3、同時村注公差帶代號和偏差數(shù)值

如圖9c所示，偏差數(shù)值應(yīng)該用圓括號括起來。這種標注形式集中了前兩種標注形式的優(yōu)點，常用于產(chǎn)品轉(zhuǎn)產(chǎn)較頻繁的生產(chǎn)中。

國家標準規(guī)定，同一張零件圖上其公差只能選用一種標注形式。

（三）極限偏差數(shù)值的查表

當孔或軸的基本尺寸、基本偏差代號和標準公差等級確定后，可由極限偏差表中直接查得孔或軸的上、下偏差；對于基準件（基準孔和基準軸）直接從標準公差表中查得。

[例10-3] 查表寫出ф30和ф18的軸、孔偏差數(shù)值。

1、查ф30的軸、孔偏差數(shù)值

從該配合代號中可以看出孔、軸基本尺寸為ф30，孔為基準孔，公差等級7級；相配的軸基本偏差代號為f，公差等級6級，屬基孔制間隙配合。

2、 查ф30H7基準孔。在附表中由基本尺寸24~30的橫行與H7的縱列相交處，查得上、下偏差為μm（即mm），所以ф30H7可寫成ф30。0.021就是該基準孔的公差，因此，也可在標準公差表中查得，在基本尺寸＞18~30的橫行與IT7的縱列相交處找到21μm（即0.021mm），可知該基準孔的上偏差為+0.021，其下偏差為“0”。

3、查ф30f6軸。

在附表6-1中，由基本尺寸＞24~30的橫行與f6的縱列相交處，查得上、下偏差為μm（即mm），所以ф30f6可寫成ф30。

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